清華教學連發Science，Cell Res文章解析新作用機理 - 清華大學

2014-06-27 16:37 來源：http://www.elinglong.com/ 閱讀：次

　　在2011年,清華大學集團管控，柴繼杰研究團隊解析了BL與BRI1受體復合物結構，解釋了BRI1識別BL的結構基礎，相關成果發表在2011年nature雜志上。該研究團隊經由大批辛勞的盡力，近期又解析了結合共受體BAK1的BRI1LRR-BL-BAK1LRR三元復合物晶體結構，揭示了這一重要植物激素BL和共受體BAK1發揮作用的具體機理，明白了受體活化的分子水平機制。

　　研究人員指出，聯合這些研究成果，當初可以在原子程度上觀測這一幫助受體BAK1施展多樣功能的結構基本。

起源：生物通 2013-10-24

　　共受體BAK1最令人感興致的特點在于，遺傳學及生化實驗表明它參加激活多種植物LRR受體激酶（例如BRI1、FLS2，EFR和PEPR1/2等），這些激酶結合極其不同的配體，觸發不同的反應。植物不同信號受體應用一個獨特的輔助受體蛋白，可以實現不同信號通路之間的互相溝通和和諧。

　　正如本來結構所揣測的一樣，激素BL的結合在BRI1胞外區所發生的新的平面為共受體的結合位點，共受體BAK1的N末端帽子與激素2、3位羥基及溶液裸露面相互作用，使本來在BRI1結合BL復合物中不闡明作用的激素2、3位羥基的重要性到達了闡明。復合物結構也對一些重要的遺傳漸變結果給出了公道的說明。

　　清華大學生科院的柴繼杰教學近年來重要關注并研究在生物學及藥學利用中的主要大分子結構與功效，通過蛋白晶體衍射的方式及一些生物、生化方面的手腕論述這些生物分子在結構和功能上的接洽，并獲得了一系列凸起結果。近期其研究組接連發表文章，破解植物作用新機理。

　　此外這一研討組還在Science雜志上發表了FLS2LRR-flg22-BAK1LRR三元復合物的結構。首次報道了動物模式辨認受體FLS2及共受體BAK1與細菌模式分子鞭毛蛋白守舊基序flg22三元復合物晶體結構，并通過構造剖析跟體內外生化試驗揭示了該復合物活化的分子機制。

　　另外通過研究，研究人員發明BRI1-BAK1形成異源二聚體不僅須要BL，而且還受到溶液PH值的影響：酸性前提促進結合，而堿性條件克制結合。植物生長素促生長的一個重要起因就是增進細胞外酸化-酸生長實踐，而植物感想病原菌后即時效應之一就是使細胞外快捷堿化-生長抑制。這一實驗成果可能提示BRI1在這兩種景象中表演著整合的角色。

　　研究職員說明了FLS2胞外區通過其螺線狀凹面的持續B片層來識別flg22；結構也提醒共受體BAK1僅僅通過N端帽子接觸flg22表位的C末端，并且共受體BAK1與FLS2造成普遍的直接彼此作用，提示其可能先構成預復合物，以利于對病原菌的侵入做出疾速反映。

　　通過與周儉民研究員研究組和Cyril Zipfel傳授研究組配合，這一研究組從體外生化和植物體內實驗也驗證了flg22激活FLS2的機理：當植物宿主細胞感觸到細菌鞭毛蛋白時，細菌鞭毛蛋白通過引誘植物細胞膜上的FLS2和BAK1形成異源二聚化來實現配體感應并激活下游防守反響信號通路。復合物結構也對能夠作為很多植物受體共受體的SERK家族功能有了更深的懂得。

清華教授連發Science，Cell Res文章解析新作用機理

　　油菜素內酯是一種重要的自然植物激素。像動物的雄性激素一樣，它能充足激發植物內在潛能，促進作物生長和增添作物產量，進步作物的抗病、抗鹽和抗凍才能，使作物的抗逆性加強，減輕除草劑對作物的藥害。BL發揮活性主要是通過與細胞膜上的受體結合來發揮功能（與動物甾類激素在細胞漿和細胞核中發揮作用完整不同）。

　　跟著寰球人口的一直增加、城市化導致的耕地減少及氣象的轉變，單位耕種面積上取得盡可能高效的食糧出產顯得越來越重要。相干的結構為設計新的可以調節植物成長的小分子供給了堅實基礎。